北交大《牵引供电系统》离线作业2

北交大《牵引供电系统》离线作业2

1.电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？

答：常用的有四种接线方式：平衡变压器（阻抗匹配，非阻抗匹配；斯科特（Scoot）接线方式；三相接线方式；单相接线方式；

特点：平衡变压器与斯科特变压器的利用率较高，对系统的不对称影响最低；单相的容量可以很大，但对系统影响较大，三相变压器利用率接近0.79-0.82，制造工艺成熟，质量稳定，有中性点，但对系统的影响较大。

2.当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？

答：当前高速铁路较多采用单相接线VV方式，大容量单相变压器制造容易，采用220KV 的电源网络，对系统影响可降至最低。

3.变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？

答：计算容量：根据列车正常运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特征（能耗）等计算条件确定的最小容量；

最大容量：根据列车紧密运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特征（能耗）等计算条件下，馈线短时最大工作电流时的容量；

校核容量：利用变压器的过负能力，最大容量与过负荷系数的比值，成为校核容量；

安装容量：根据运行备用方式和校核容量，综合计算容量，最大容量，在产品序列中选取确定的变压器最终容量。

4.变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？

答：变压器的过负荷能力越强，（即在运行条件下过负荷的倍数大和时间长），变压器校核容量越小。但工程实践中，变压器负荷率一般在0.75是变压器的工作状态最好，功率因数最高，安全性能最稳定，因此实际的变压器都取较大容量，留有足够备用，虽然增加了工程静态投资，建设成本升高，但可最大限度延长变压器使用寿命，已策安全。

5.变压器的备用方式对变压器容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是

那种备用方式？

答：移动备用和固定备用，目前牵引变压器大多数都采用固定备用方式。固定备用的本质是单台变压器承担全所负荷；移动备用本质是两台并联运行承担全所负荷。

6.计算题：

沪宁线（单线考虑）某变电所（镇江变电所）供电分区内：列车运行密度N=25对/天，假设每列列车牵引能耗A=1750KVAH ，所有列车累计运行时间56min,供电分区内有6个车站，该变电所采用三相变压器，固定备用，请确定该变电所的安装容量。

3112

1212max max 1.6672517501072.93A

1.391

1.3917

2.93101.45A

0.927.5(2101.450.65101.45)

6653.84KVA

17502.39 2.4358.5A 28

0.927.5(2358.50.65101.45)

19377.76KVA

av av av e e e e c j I I I K K I I S I S S -=???======?==???+?==??==???+?=max 19377.7612918KVA 1.5S λ===

7、牵引网阻抗是什么？牵引网阻抗包含哪些回路，请画出单线铁路等值电路图。 答：是计算牵引网的电压损失、电能损失、短路电流所必需的基本参数；牵

引网阻抗主要是由接触网-大地回路和轨道-大地回路的阻抗所组成；

两个等值电路，一条是由牵引变电所—接触网—电力机车—大地回路—牵引变电所。这条回路的特点是在整个回路中流过的电流均为牵引电流，作用在这个回路上的电压是牵引变电所端压与电力机车弓上电压的相量差，为有源回路，另一条是轨道—大地回路。

8、牵引网阻抗的影响因素是什么？

答：供电方式，地质条件，导线参数（接触线，承力索，钢轨，等截面，有效半径，当量系数，电阻和电抗），导线布置方式和布置几何均距。

9、如何计算牵引网阻抗？

答：计算各回路自阻抗，互阻抗，计算接触线与承力索等值自阻抗，计算钢轨等值自阻抗，计算接触网和钢轨回路互阻抗，利用如下公式计算牵引网阻抗：

BT 方式与AT 方式主要考虑的是牵引电流分布（导线电抗，钢轨地电抗，BT 线圈电抗，AT 线圈电抗等）因素

10、计算牵引网阻抗有何意义？

答：(1).确定牵引网电压损失以校验运行时网压水平；计算牵引网上的电能损失，比较最优设计方案；(2).计算短路阻抗、短路电流，进行保护整定；(3).应用于故障测距；(4).计算牵引负荷对电气化铁路沿线通信线路的干扰；(5).用于轨中电流分布及轨道电压分布计算，以确定安全电位等。

11、如何测量牵引网阻抗？

答：采用大容量移相低频电压电流法，现场测试时给测量分段施加低频电压，测量对应电流，按公式12

U Z I ??∠=

∠计算得到；

211jg jc g Z U Z Z Z I ??==-

12、计算：新建合肥至上海（按单线考虑）客专，接触网采用 GJ-70+GLCA100/215 已知数据：导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95

计算半径9.025毫米；等导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 承力索GJ-70计算参数：

有效电阻R2=1.93欧/公里，当量系数A=0.95

计算半径5.75毫米；等导线有效电阻R2=0.184欧/公里，当量系数B=0.1

导线高度H1=6200毫米；结构高度h=1500毫米；驰度f=700毫米

钢轨参数：有效电阻R3=0.18欧/公里；计算半径96.5毫米；当量系数A=0.16；

等值半径15.4毫米；大地土壤电导率410/cm α-=Ω?

试计算牵引网阻抗。

0.208593026241,150050010333

7268;

(0.2340.73)/;(1.980.875)/(0.050.428)/111(0.4290.744)/(0.140.05)/g jg jc cg j c jc w cj c cj j cj g gw w D M

d mm d mm d mm Z j KM Z j KM

Z j KM

Z Z Z Z Z Z j KM

Z j KM

Z Z Z ====-?===+Ω=+Ω=+Ω=++--+Ω=+Ω=-2(0.5190.598)/g j KM

Z =+Ω